Copolímero que contiene elementos constituyentes ácidos y diferentes tipos de elementos constituyentes de poliéter.

Copolímero que exhibe

i) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter α

,

ii) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter β y

iii) 35 a 93 % molar de una unidad estructural ácido γ,

donde la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter α es representada por la siguiente fórmula general (la)conA iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x ≥ 2, 3, 4 o 5, así comoa iguales o diferentes y representados por un número entero entre 4 y 300,

la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter β representada por la siguiente fórmula general (Ib)concon RA iguales o diferentes así como representados por un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 lineal oramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12,

A iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x ≥ 2, 3, 4 o 5, así comob iguales o diferentes así como representados por un número entero de 6 - 450,

donde el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a launidad estructural de derivado de viniloxipoliéter β es superior en por lo menos el factor de 1,5 al número promedioaritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural dederivado de isoprenolpoliéter α.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/065786.

Solicitante: CONSTRUCTION RESEARCH & TECHNOLOGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR.-ALBERT-FRANK-STRASSE 32 83308 TROSTBERG ALEMANIA.

Inventor/es: MACK, HELMUT, LORENZ, KLAUS, BICHLER, MANFRED, SCHOLZ, CHRISTIAN, HARTL,ANGELIKA, FLAKUS,Silke, WAGNER,Petra, WIMMER,Barbara, WINKLBAUER,Martin.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C04B16/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 16/00 Empleo de materias orgánicas como cargas, p. ej. pigmentos, para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias orgánicas especialmente previstos para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura   E04C 5/00). › Compuestos macromoleculares (C04B 16/02 tiene prioridad).
  • C08F216/14 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 216/00 Copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo solamente cada uno, un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un radical alcohol, éter, aldehído, cetónico, acetal o cetal. › Monómeros que contienen solamente un radical alifático insaturado.

PDF original: ES-2410564_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Copolímero que contiene elementos constituyentes ácidos y diferentes tipos de elementos constituyentes de poliéter

La presente invención se refiere a un copolímero, un agente dispersante, la producción del copolímero y el agente dispersante así como el empleo del copolímero.

Se sabe que para el mejoramiento de su capacidad de ser procesadas, es decir capacidad para ser amasadas, capacidad para ser esparcidas, capacidad para ser atomizadas, capacidad para ser bombeadas o capacidad para fluir, a las pastas acuosas de sustancias orgánicas o inorgánicas en polvo, como arcillas, harina de silicato, tiza, negro de humo, harina de roca y agentes ligantes hidráulicos se añaden frecuentemente aditivos en forma de agentes dispersantes. Tales aditivos están en capacidad de prevenir la formación de aglomerados de sólidos, de dispersar las partículas ya presentes y recientemente formadas por hidratación y de este modo mejorar la capacidad para ser procesadas. Este efecto es explotado en particular también específicamente en la producción de mezclas de materiales para la construcción que contienen agentes ligantes hidráulicos como cemento, cal, yeso, semihidrato o anhidrita.

Para transformar estas mezclas de materiales de construcción a base de los agentes ligantes conocidos en una forma lista para el uso, que pueda ser procesada, es necesaria por regla general esencialmente más agua de amasado, comparada con la necesaria en el subsiguiente proceso de hidratación o bien endurecimiento. La proporción de espacios vacíos en el cuerpo del hormigón formados por el agua en exceso que más tarde se evapora, conduce a consistencias y estabilidades mecánicas significativamente deterioradas.

Para reducir esta proporción de agua en exceso a una consistencia de procesamiento especificada y/o mejorar la capacidad para ser procesado a una relación especificada de agua/agente ligante, se emplean aditivos que se denominan en general agentes de reducción de agua o de fluidez. Como tales agentes se emplean en la práctica en particular copolímeros, que son producidos mediante copolimerización por radicales libres de monómeros ácidos y/o derivados de los monómeros ácidos con macromonómeros de poliéter.

En la WO 2005/075529 se describen copolímeros que aparte de unidades estructurales de monómero ácido, exhiben como unidades estructurales de macromonómero de poliéter unidades estructurales de viniloxibutilenpoli (etilenglicol) . Tales tipos de copolímeros son ampliamente difundidos como agentes de fluidez de alto rendimiento, puesto que éstos exhiben propiedades preferidas de aplicación.

Si los copolímeros descritos son vistos como agentes de fluidez económicos de alto rendimiento, existe además un empeño de mejorar aún más la calidad y la rentabilidad de los copolímeros.

Con ello, el objetivo en que se basa la presente invención es poner a disposición agentes dispersantes económicos para agentes ligantes hidráulicos, que sean en particular bien adecuados como agentes de fluidez para concreto.

La solución a este objetivo es un copolímero que exhibe i) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a,

ii) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter º y

iii) 35 a 93 % molar de una unidad estructural ácido y,

donde la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a es representada por la siguiente fórmula general (la)

con A iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como 40 a iguales o diferentes y representados por un número entero entre 4 y 300,

la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter representada por la siguiente fórmula general (Ib)

con RA iguales o diferentes así como representados por un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 lineal o ramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12,

A iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como b iguales o diferentes así como representados por un número entero de 6 - 450,

donde el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter es superior en por lo menos el factor de 1, 5 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a.

Las unidades estructurales del copolímero, que pertenecen a la unidad estructural ácido y, son generadas mediante copolimerización de los correspondientes monómeros ácido. En esta relación deberían entenderse como monómeros ácido, monómeros que exhiben por lo menos un doble enlace de carbono que puede formar copolímeros por radicales libres, que contienen por lo menos una función ácida y reaccionan en medio acuoso como ácidos. Además deberían entenderse como monómero ácido también monómeros que exhiben por lo menos un doble enlace de carbono que puede formar polímeros por radicales libres, el cual debido a reacción de hidrólisis en un medio acuoso forma por lo menos una función ácida y reaccionan en el medio acuoso como ácido (ejemplos: anhídrido maleico o ésteres que pueden hidrolizar con reacción básica como etilacrilato) .

En general, puede decirse que el modo de acción de los copolímeros que exhiben las unidades estructurales de macromonómeros de poliéter así como unidades estructurales ácido relevantes, es determinado por sus parámetros estructurales. El espectro de acción de los correspondientes copolímeros de alto desempeño cubre la totalidad del ancho de banda de reducción extrema de agua hasta conservación extrema de la fluidez, donde los parámetros estructurales que cuidan de la reducción de agua se oponen a una buena conservación de la consistencia. De este modo, por ejemplo respecto a la capacidad de reducción del agua, aparte de la cantidad de carga por unidad de masa, también es determinante la longitud de las cadenas laterales. Para la respectiva aplicación práctica, frecuentemente es óptimo un "compromiso" respecto a la elección de cadenas laterales cortas y largas, donde se reconoció que a este respecto mezclas de cadenas laterales cortas y largas suministran mayormente la mejor solución. La presente invención hace realidad cómo tales mezclas son suministradas con alto valor económico y cualitativo. Las unidades estructurales de macromonómero de poliéter que son del tipo de viniloxipoliéter se dejan transformar con mayor facilidad con cadenas largas de poliéter en copolímero, debido a la mayor reactividad del correspondiente monómero (por consiguiente también más fácilmente con bajos contenidos residuales de monómero) que comparativamente las unidades estructurales de macromonómero de poliéter, que son del tipo isoprenolpoliéter. Los monómeros del tipo isoprenolpoliéter, que exhiben cadenas laterales comparativamente cortas, se dejan transformar sin embargo así mismo bien en copolímeros (con bajos contenidos de monómero residual) , donde estos monómero del tipo isoprenolpoliéter están disponibles como materiales de partida particularmente económicos y accesibles. Resumiendo, puede decirse que los copolímeros acordes con la invención representan un agente dispersante de alto valor cualitativo y particularmente económico para agentes ligantes hidráulicos.

Por regla general, el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter , es superior en por lo menos el factor de 2 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter y.

Mayormente a son iguales o diferentes y es representado por un número entero entre 5 y 70, donde b son iguales o diferentes y es representado por un número entero de 41 - 400.

Frecuentemente a son iguales o diferentes y es representado por un número entero entre 5 y 39.

Preferiblemente el copolímero acorde con la invención exhibe i) 5 a 35 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a, ii) 5 a 35 % molar de una unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter y iii) 50 a 90 % molar de una unidad estructural ácido y.

Por regla general la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter es generada mediante copolimerización de hidroxibutilviniléter alcoxilado, el cual exhibe preferiblemente un número promedio aritmético del grupos oxialquileno de 41 a 400.

En una forma preferida de operar la unidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Copolímero que exhibe i) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a, ii) 3 a 40 % molar de una unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter y iii) 35 a 93 % molar de una unidad estructural ácido y,

donde la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a es representada por la siguiente fórmula general (la)

con A iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como 10 a iguales o diferentes y representados por un número entero entre 4 y 300,

la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter representada por la siguiente fórmula general (Ib)

con con RA iguales o diferentes así como representados por un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 lineal o 15 ramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12,

A iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como b iguales o diferentes así como representados por un número entero d.

6. 450,

donde el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter es superior en por lo menos el factor de 1, 5 al número promedio 20 aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a.

2. Copolímero según la reivindicación 1, caracterizado porque el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter , es mayor en por lo menos el factor de 2 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a.

3. Copolímero según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque a es igual o diferente y es representado por un número entero entre 5 y 70, así como b es igual o diferente y es representado por un número entero d.

41. 400.

4. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a es igual o diferente y está representado por un número entero entre 5 y 39.

5. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 4 que exhibe i) 5 a 35 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter a, ii) 5 a 35 % molar de una unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter y iii) 50 a 90 % molar de una unidad estructural ácido y.

6. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter es generada mediante introducción por polimerización de hidroxibutilvinileter alcoxilado, el cual exhibe preferiblemente un número promedio aritmético de grupos oxialquileno de 41 a 400.

7. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la unidad estructural ácido y está presente según una de las fórmulas generales (IIa) , (IIb) , (IIc) y/o (IId)

con R1 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1-C4 no ramificado o ramificado; X iguales o diferentes así como representados por NH- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 y/u O- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4

y/o por una unidad no presente; R2 iguales o diferentes así como representados por OH, SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H sustituido en para, 15 con la condición de que en caso de que X sea una unidad no presente, R2 es representado por OH;

con R3 son iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1-C4 no ramificado o ramificado; n = 0, 1, 2, 3 o 4

R4 son iguales o diferentes así como representados por SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H presente sustituido en para;

con R5 iguales o diferentes así como representados por H y/o grupo alquilo C1-C4 no ramificado o ramificado; 25 Z iguales o diferentes así como representados por O y/o NH;

con R6 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1-C4 no ramificado o ramificado;

Q iguales o diferentes así como representados por NH y/u O;

R7 iguales o diferentes así como representados por H, (CnH2n) -SO3H con n = 0, 1, 2, 3 o 4, (CnH2n) -OH

con n = 0, 1, 2, 3 o 4; (CnH2n) -PO3H2 con n = 0, 1, 2, 3 o 4, (CnH2n) -OPO3H2 con n= 0, 1, 2, 3 o 4, (C6H4) -SO3H, (C6H4) -PO3H2, (C6H4) -OPO3H2 y/o (CmH2m) e-O- (A´O) a -R9 con m = 0, 1, 2, 3 o 4, e = 0, 1, 2, 3 o 4, A´= Cx´H2x´ con x´ = 2, 3, 4 o 5 y/o CH2C (C6H5) H-, a = un número entero de 1 a 350 con R9 iguales o diferentes así como representados por un grupo alquilo C1-C4 no ramificado o ramificado.

8. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la unidad estructural ácido y es generada por incorporación mediante polimerización de los monómeros ácidos ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido maleico y/o anhídrido maleico.

9. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 8 en el cual por lo menos 45 % molar, preferiblemente por lo menos 80 % molar de todas las unidades estructurales está presente como unidad estructural de derivado de 15 isoprenolpoliéter a, unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter y unidad estructural ácido y.

10. Agente dispersante que contiene por lo menos 30 % en peso de agua así como por lo menos 10 % en peso del copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Agente dispersante según la reivindicación 10, el cual está presente en forma de una solución acuosa.

12. Método para la producción de un copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 9 o un agente dispersante

según las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque reaccionan en solución acuosa monómeros de derivado de isoprenolpoliéter, monómeros de derivado de viniloxipoliéter y monómeros ácido, mediante polimerización por radicales libres empleando un sistema iniciador redox que contiene peróxido, donde durante la polimerización la temperatura de la solución acuosa es de 10 a 45 ° C así como el valor de pH es de 3, 5 a 6, 5.

13. Empleo de un copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 9 como agente dispersante para agentes 25 ligantes hidráulicos y/o para agentes ligantes hidráulicos latentes.


 

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